论水利项目中灌注桩群桩基础施工工艺

论水利项目中灌注桩群桩基础施工工艺

摘要:随着工程实践活动的持续开展,钻孔灌注桩施工工艺的应用水平逐步提高,在水利项目中取得广泛的应用。但水利项目施工环境复杂,且钻孔灌注桩属于隐蔽工程,诸多因素均会对工程施工质量带来影响,必须以合理的方法施工,并加强质量控制。文章以广州南沙新区明珠湾区工程为依托,对其中的灌注桩群桩基础施工工艺展开详细的分析,最终取得了良好的施工效果。

关键词:水利项目灌注桩基础基础施工

1.工程概况

广州南沙新区明珠湾区工程,重点建设内容包含海堤达标加固、滨海景观带、东围尾水闸与东环涌南水闸、1座东围尾泵站(所处位置在规划纵一涌南端)、1座水上巴士码头(所处位置在东环涌南端堤岸外)。在整个工程建设中,桩基础为基础施工内容,包含灌注桩、搅拌桩等。根据地质情况及施工数量较大、工期短等特点,项目部选择HG200正反循环钻机进行成桩,泥浆护壁,导管法灌注水下混凝土。

2.灌注桩施工

2.1施工工艺流。程施工前测量放出灌注桩的位置,然后用反铲对场地进行清理、平整,钢护筒埋设完成后冲孔机就位,进行冲孔作业、钢筋笼安装、水下混凝土浇筑,待强度达标后开展桩身检测及桩头凿除等工序。

2.2测量放线。在相关灌注桩所用到设备机械正式入场之前,负责测量工作人员可使用全站仪来依照已闭合导线点来对灌注桩所处位置进行放样与复测;完成该步骤后,即可在放出桩位线的同时,增加对灌注桩控制桩的设置并对其进行加固处理。值得注意的是,在选择控制桩位置时,必须要确保所选位置能够保持不变且相关施工车辆无法压到的地方。完成这些步骤后,则需上报给监理工程师审批,通过以后方可正式开始施工。

2.3护筒埋设。完成测量组放样步骤,要分别在横向与纵向每一侧位置引出2个间距为2m的控制桩,该施工步骤目的是在钻孔过程能够控制轴线偏位。在控制完毕桩引后,相关人员即可拉好十字线,并与此同时使用线锤来调整钻头位置,直达其位十字线中心为止。开挖埋设护筒,护筒壁厚5~8mm,护筒埋深深度≥2000mm,外露>30cm。护筒埋入后控制桩位十字线,用线锤配合钻机调整护筒的偏位及倾斜情况。规范护筒允许偏差5cm。护筒埋设好后拉十字线将控制点引在护筒上。人工使用黏性土分层夯实护筒周围。

2.4反循环钻机就位钻孔。钻机就位后,检测钻机支撑平台是否坚实、稳固、不下陷,必须保障钻机在施工过程中一直保持水平,且不位移、钻架垂直。测量人员用仪器复核桩中心坐标,确定是否有误,测量护筒顶标高并做好记录。将钻头对准钻孔中心,同时保证钻机底座水平、桩架垂直。开钻前在孔内存适量泥浆,将钻头提升至孔底约30cm,待泥浆循环畅通后开始钻进。反循环回转钻孔过程中泥浆通过泥浆管从钻杆外侧注入井孔,用泥石泵将钻渣从钻杆内吸出。开始钻进时采用低档位慢速钻进,以保证桩位的准确性,钻至护筒以下时则以正常速度钻进。

2.5清孔。施工时密切注意土层的变化,当发现钻进到达强风化岩层顶面时,通知监理、总包单位及设计等到场验证;当进入强风化岩层2.0m时,通知总包单位、驻地监理工程师和设计代表到现场验孔,认可后验收与记录隐蔽工程。当成孔工序已确认被验收合格,即可开始第一次清孔施工环节。第一次清孔采用换浆法施工,即终孔后以相对密度较低的泥浆压入孔内,并使用泥浆泵来有层次地换出孔内浮悬冲渣以及相对密度较大泥浆。控制清孔后的泥浆比重在1.03~1.1g/cm3,泥浆的含砂率<2%,黏度控制在17~20mPa•s,胶体率>98%。值得注意的是,对于清孔排渣环节来说,必须要维持孔内水头状态,从而有效避免发生坍孔现象。此外,如果在完成清孔后依然残留泥渣,则该部分泥渣需要通过泥浆泵来将其泵入已在地面建造完成的沉淀池中;该环节中,经沉淀后依然可使用的泥浆会在经过过滤后进入储浆池,而余渣用专用运渣车外运弃置。

2.6钢筋笼安装。由25t汽车吊吊起钢筋笼后,放入合格的桩孔中。在该施工步骤中,必须保证钢筋笼入孔后定位标高的准确性。

2.7灌注水下混凝土。灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序,应注重其质量控制工作。对于钻孔作业来说,确保其质量已检验合格,才能正式开启灌注施工流程:首先,在正式灌注水下混凝土之前,一定要测量并确定孔底沉淀层的厚度。如果沉淀厚度超过设计规范要求,用喷射法向孔底喷射3~5min,使沉淀悬浮。接着,把第一批次混凝土灌入孔底后,马上就要测探出孔内混凝土顶面高度,并与此同时安排专业人员来计算导管位于混凝土内部时应该埋置的深度,只有满足计算结果要求,才能正式开始灌注施工。然后,正式开始灌注之后,一定要保证灌注过程的紧凑性与连续性,且中途一定不能停止施工。在正式灌注水下混凝土时,一定要避免混凝土拌合物发生溢出漏斗顶部或者掉出漏斗外而掉入孔底现象。这是因为,该现象会造成泥浆内部因残留水泥而稠度变高且发生凝结,从而导致整体施工质量受到影响。同时,注意对管内混凝土下降情况、孔内水位升降情况进行观察,并实时对孔内混凝土顶面高度进行测量;与此同时,负责人员必须根据相关规范来确保提升导管和拆除导管工作的准确性。最后,为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌0.5m。混凝土灌注到接近设计标高时,施工人员计算所需混凝土数量(计算时将导管内的数量估计在内),与搅拌站做好沟通,以免浪费。

3.搅拌桩施工

软土地基的承载能力不足,在正式施工前利用水泥搅拌桩加固处理。桩体的桩径设为500mm,固化剂选用普通水泥,强度等级至少达到32.5MPa。利用4搅2喷法施工,具体流程为:

(1)现场准备工作:全面清理桩位地表以及地下障碍物,待其保持洁净后再平整场地。

(2)测量放样:以设计图纸为准,在经过处理后的地面上测放每根桩的位置,并设置显眼的标记,以便后续根据该标志在指定桩位处施工。

(3)钻机就位:确定孔位后将钻机置于该处,经过调整后使钻杆头对准孔位中心,尽可能减小桩位对中偏差(该值不超过5cm);此后对钻机做水平校正,调整钻杆轴线,确保钻杆的倾斜度不超过1%。

(4)拌制浆液:在深层搅拌机运行期间,后台及时组织浆液的拌制作业,严格控制原材料的用量、水灰比等相关参数。产出质量达标的水泥浆后将其导入集料斗内,以便使用。

(5)正式钻进:钻机就位后启用主电机钻机,期间密切观察搅拌钻头的位置,待其接近地面时泵送水泥浆。深度尺盘的控制为重点内容,该值应等同于设计加固深度和桩基横移槽距地面高度的总和。经过钻进后,若深度尺盘达到标准则结束钻进作业,钻头反转。

(6)送料:开启阀门,开始喷送提前拌制好的浆液。

(7)提升钻头:随送料量的逐步增加,待浆液到达桩底后提升搅拌钻头,通常其在桩底滞留2~4min,以保证桩底浆液加固效果。待提升至设计标高位置时暂停喷浆施工,匀速提升钻头,全程速度不超过0.8m/min。待搅拌桩头到达桩顶时停止继续提升,在原位转动2min,目的在于保证桩头的均匀性。

(8)二次搅拌:搅拌桩头提升出原地面后开始第二次搅拌。

(9)停机:若搅拌桩头移动至地面以上且现场无异常状况,则停止主电机的运行,详细记录施工数据。

(10)钻机移位:按照前述所提的流程施工后完成一根桩的施工,此时清理残留在叶片和钻杆上的泥浆,再根据施工进度规划调整钻机的位置,使其到达下根桩位处,再按照前述所提方法施工。按流程重复施工,最终建成各灌注桩,形成完整、稳定的灌注桩群桩基础。

4.结束语

钻孔灌注桩在加固现场地基中具有良好的应用效果,其操作较为便捷、施工内容精简、成桩质量较好,因此在水利项目基础施工中取得广泛的应用。在实际施工中,应充分关注现场地质条件,合理设计钻孔灌注桩施工方案,由专员将施工准备、钻机就位、钻孔、喷浆、冲洗、移机等各阶段的工作落实到位,并加强质量控制,最终建成满足质量要求的灌注桩群桩基础。

参考文献:

[1]郭明超.灌注桩群桩基础工程施工要点探究[J].四川水泥,2021(02):136-137.

[2]高浩雄.钻孔灌注桩基础施工质量控制和处理措施[J].工程技术研究,2021(07):178-180.

作者:蔡楚辉 单位:中交四航局第七工程有限公司